空氣消毒技術(shù)研究進(jìn)展

邵宜波 顧有為 張 牣 張 婷

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，安徽合肥 230022

隨著新的病原體不斷出現(xiàn)，特別是通過空氣傳播的病原體造成的疾病，容易在全球范圍內(nèi)傳播，這些病原體通過空氣快速傳播，傳播范圍極廣，覆蓋人群多，容易對社會造成較大影響。因此不斷完善及開發(fā)高效的空氣消毒技術(shù)勢在必行。本文就當(dāng)前的空氣消毒技術(shù)應(yīng)用方法做以下闡述。

1 靜態(tài)空氣消毒方法

1.1 紫外線消毒法

波長200～300 nm的紫外線都有殺菌能力，其中以260 nm的紫外線殺菌能力最強(qiáng)。在波長一定的條件下，紫外線的殺菌效率與強(qiáng)度和時間的乘積成正比。誘導(dǎo)了細(xì)菌細(xì)胞體內(nèi)胸腺嘧啶二聚體的形成和DNA鏈的交聯(lián)，從而抑制了DNA的復(fù)制[1]。消毒時要求30 W的紫外線燈管平均安裝密度≥1.5 W/m3，燈管距離地面高度1.8～2.2 m，照射時間≥30 min，每日照射2次。該方法具有簡便、低廉、效果明顯等優(yōu)點，是最經(jīng)典常用的消毒方法。袁惠萍等[2-3]研究發(fā)現(xiàn)，輻射強(qiáng)度＞70 μW/cm2的紫外線燈連續(xù)照射空氣1 h，對介入手術(shù)室殺菌率達(dá)85.04%。但是紫外線穿透力不強(qiáng)，灰塵或玻璃對其阻隔作用較大，室內(nèi)溫濕度過高或過低、距離過遠(yuǎn)和消毒時間不夠會影響其消毒效果，因此使用紫外線消毒空氣時，房間應(yīng)清潔干燥，不能有塵埃和水霧的影響。另外紫外線光衰減很快，要加強(qiáng)燈管強(qiáng)度監(jiān)測。考慮到臭氧危害人體，可以采用無臭氧石英紫外線殺菌燈，并且裝置燈下方宜用反光罩，避免紫外線對人眼的傷害。此外，紫外線波長在254 nm時，病原體長時間反復(fù)暴露其中，抵抗力增強(qiáng)，容易發(fā)生變異[4]。

1.2 臭氧消毒凈化技術(shù)

臭氧是一種高效的具有強(qiáng)氧化性的消毒劑，室溫下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，會在短時間內(nèi)分解成氧氣和單個氧原子，其利用強(qiáng)氧化作用將細(xì)菌殺死，剩下的氧原子重新自由組合成普通氧原子。臭氧作為消毒劑的優(yōu)點有殺菌徹底、方法快捷、不易受外界影響等，無毒性物質(zhì)殘留，能夠在除色除味的同時氧化分解有機(jī)物，達(dá)到殺菌的效果。此外，臭氧對病毒、芽孢等生命力頑強(qiáng)的微生物也有很好的滅活效果[5]。但臭氧對人體呼吸道黏膜有刺激性，濃度過高時可引起脈搏加速、疲倦、頭疼。因此，使用臭氧消毒必須在無人的條件下，消毒后至少間隔半小時后才能進(jìn)入。同時臭氧對人體和醫(yī)療設(shè)備具有腐蝕性，使用過程中存在設(shè)備維護(hù)困難等問題，因此臭氧很少作為單一的消毒劑，常與其他物理消毒方法聯(lián)合使用。

1.3 化學(xué)消毒法

化學(xué)消毒法包括過氧化氫噴霧消毒和過氧乙酸熏蒸法等。由于簡單經(jīng)濟(jì)、殺菌效果好，化學(xué)類消毒劑廣泛應(yīng)用于對醫(yī)療機(jī)構(gòu)等場所的徹底消毒，主要通過噴霧或蒸汽的方式進(jìn)行消毒，但在采用化學(xué)消毒劑進(jìn)行消毒后，難免會在室內(nèi)空間或物品表面產(chǎn)生化學(xué)試劑殘留，因此在選擇消毒劑種類和濃度時需要充分考慮消毒劑對物品材料本身的損壞、腐蝕作用。化學(xué)消毒法具體匯總?cè)缦隆?/p>

1.3.1 過氧乙酸熏蒸法 過氧乙酸屬于強(qiáng)氧化劑，其原理是將菌體蛋白質(zhì)氧化而使微生物死亡。因其消毒后無殘留，在醫(yī)院應(yīng)用較多。過氧乙酸的殺菌機(jī)制主要是利用其氧化作用，破壞細(xì)菌的遺傳物質(zhì)，打斷DNA雙鏈結(jié)構(gòu)，同時干擾細(xì)菌代謝途徑，阻止細(xì)菌繁殖。過氧乙酸殺菌范圍廣，殺菌效率高，降解速度快，適用于耐腐蝕物品、環(huán)境和室內(nèi)空氣等的消毒[6]。葉惠敏等[7]用2%過氧乙酸消毒1 h后，細(xì)菌殺滅率達(dá)到90%以上。但金屬物品和紡織品容易被過氧乙酸腐蝕，同時過氧乙酸有明顯的刺激性，因此該消毒方法只適用于無人狀態(tài)下消毒。

1.3.2 過氧化氫噴霧消毒法 過氧化氫通過氧化還原作用方式殺菌，其具有殺菌速度快、效果強(qiáng)、毒性弱、無刺激性氣味等優(yōu)點，在室溫條件下，用20～30 ml/m3用量的過氧化氫噴灑成霧狀，作用半小時即達(dá)到滅菌效果。吳柳等[8]用汽化過氧化氫噴霧消毒空氣1個周期后空氣質(zhì)量達(dá)到Ⅰ類環(huán)境要求。

1.3.3 過氧化氫干霧消毒法 過氧化氫干霧消毒法是一項逐步興起的新技術(shù)，受到越來越多的關(guān)注及實際的應(yīng)用，干霧是一種＜10 μm的水霧顆粒，讓消毒液飄浮在空氣中，避免沾濕東西，是一種安全、高效、環(huán)保的環(huán)境凈化技術(shù)。適用于醫(yī)院內(nèi)精密儀器和設(shè)備較多的場所。

1.3.4 其他化學(xué)消毒法 包括二氧化氯噴霧消毒法、甲醛熏蒸消毒法、乳酸熏蒸消毒法等[9]。其中甲醛用于空氣消毒會致癌，且無標(biāo)準(zhǔn)用量和消毒時間，故不用于空氣消毒。

1.4 中藥空氣消毒法

中藥空氣消毒法一直就有應(yīng)用于臨床[10-11]。雄黃、雌黃、朱砂、礬石等作為防疫常用的中藥，具有殺蟲滅毒效果。艾葉、蒼術(shù)作為代表性植物類中藥對空氣中的細(xì)菌具有一定的滅活效果，而且作用持續(xù)時間較長，值得臨床應(yīng)用推廣[12]。昆明市中醫(yī)醫(yī)院的皮麗仙等[11]對新冠肺炎疑似病例隔離病室用清艾條熏蒸法進(jìn)行空氣消毒，結(jié)果與空氣消毒機(jī)消毒室內(nèi)效果一致，為新冠肺炎疫情防范提供新的消毒方法。中藥消毒劑因其消毒效果理想、對人體無害、對物品無腐蝕、可提升室內(nèi)舒適性等特點，越來越受到大家的歡迎。

2 動態(tài)空氣凈化消毒方法

2.1 通風(fēng)換氣與保持室內(nèi)潔凈

降低室內(nèi)病原微生物數(shù)量的有效方法之一是通風(fēng)。在內(nèi)外空氣流通的狀態(tài)下，30 min內(nèi)微生物可減少75%，75 min內(nèi)最多可減少99.5%，140 min后基本無細(xì)菌存在，說明通風(fēng)換氣是簡單易行的消毒方式。

2.2 空氣層流凈化系統(tǒng)

層流凈化系統(tǒng)消毒的原理是通過空氣潔凈技術(shù)來控制空氣中的微生物，多用在手術(shù)室環(huán)境中，該凈化系統(tǒng)具有高效過濾、消毒空氣的作用，從而達(dá)到降塵除菌效果。唐葶婷等[13]研究表明層流凈化是手術(shù)室空氣消毒最佳方法，對手術(shù)切口感染率的降低有一定的效果。王冠容等[14]發(fā)現(xiàn)用層流潔凈技術(shù)可降低手術(shù)室Ⅰ、Ⅱ類手術(shù)切口感染率，同時可穩(wěn)定手術(shù)全程沉降菌落數(shù)量，但因其成本過高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、較難維護(hù)，還需要較高的建筑施工，因此很難在中小型醫(yī)院普及。

2.3 循環(huán)風(fēng)紫外線空氣消毒器

循環(huán)風(fēng)紫外線消毒器是新出現(xiàn)的一種動態(tài)消毒方法，主要由高強(qiáng)度紫外線燈和過濾系統(tǒng)組成，該方法可過濾灰塵、消滅細(xì)菌等微生物。吳雪桃[15]研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)風(fēng)紫外線消毒機(jī)開機(jī)半小時后增加了手術(shù)室細(xì)菌死亡率。謝冰[16]在手術(shù)過程中使用循環(huán)風(fēng)紫外線消毒器也能達(dá)到理想的消毒效果。劉景等[17]發(fā)現(xiàn)在門診患者采血過程中利用循環(huán)風(fēng)空氣消毒機(jī)加上護(hù)理干預(yù)后達(dá)到理想的空氣消毒效果，降低了采血室空氣菌落數(shù)。該消毒方法經(jīng)濟(jì)、方便，能夠明顯減少空氣中的細(xì)菌數(shù)。

2.4 等離子空氣消毒器

等離子體空氣消毒器是一種經(jīng)濟(jì)有效的空氣消毒方法，通過雙極等離子靜電場將灰塵極化并吸附，分解帶負(fù)電荷細(xì)菌，再組合有藥物成分的活性炭、靜電網(wǎng)、光觸媒等裝置等進(jìn)行再次殺菌過濾，處理后的空氣不停凈化循環(huán)，室內(nèi)環(huán)境基本保持無菌、無塵狀態(tài)。該方法可以有效防止空氣中的細(xì)菌繁殖再生，能消除和凈化空氣中有毒有害氣體和異臭味，價格成本低，對周圍環(huán)境無危害，對細(xì)菌、病毒等病原菌也有較強(qiáng)的消殺效果，同時具有方便安裝、容易維護(hù)和節(jié)能高效的特點[18-20]。鄭威等[21]研究發(fā)現(xiàn)等離子體消毒機(jī)能減少細(xì)菌和塵埃顆粒數(shù)量，同時隨著時間的延長，消毒效果遠(yuǎn)高于紫外線，該方法適合無層流設(shè)備或手術(shù)量較多的醫(yī)院。

2.5 光催化消毒技術(shù)

納米光催化技術(shù)原理是利用多種來源的紫外光在室溫條件下殺滅病原微生物。選用納米二氧化鈦（TiO2）[22-23]，納米TiO2光催化反應(yīng)產(chǎn)生的活性羥基反應(yīng)能量高于有機(jī)物中各類化學(xué)鍵，能快速有效地分解微生物體內(nèi)成分，再配合其他活性氧物質(zhì)，通過直接或間接的氧化反應(yīng)廣泛的破壞生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到殺滅微生物的目的[24]，同時光催化劑還可以通過破壞細(xì)菌內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，降解細(xì)菌毒性成分，從而徹底滅菌。納米TiO2不僅催化活性強(qiáng)、穩(wěn)定性高，同時應(yīng)用方便、耐腐蝕。目前已經(jīng)成為運(yùn)用最廣泛的光催化技術(shù)之一[25]，可用于醫(yī)院各種環(huán)境的空氣凈化。

綜上所述，物理消毒法和化學(xué)消毒劑能夠有效殺滅病原微生物，但多應(yīng)用于無人狀態(tài)，而且化學(xué)消毒劑的殘留可能會對環(huán)境和人類健康造成威脅，而動態(tài)空氣消毒法作為一種新興技術(shù)近年來備受關(guān)注，如等離子體中含有高能帶電粒子、活性粒子、紫外線和強(qiáng)電場等多種消毒因子，消毒效果好，適用于有人環(huán)境，同時對周圍環(huán)境無影響。在進(jìn)行空氣消毒時，我們應(yīng)了解每種消毒方式優(yōu)缺點，合理使用。隨著時代的發(fā)展，空氣消毒技術(shù)發(fā)展日新月異，單一消毒方法不能滿足當(dāng)前的要求，這就需要綜合幾種消毒技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，如已經(jīng)出現(xiàn)的智能空間消毒機(jī)器人，它完美融合了過氧化氫、等離子體、紫外線三種功能，可自由切換，實現(xiàn)了在無人或有人狀態(tài)下持續(xù)消毒的要求。今后我們在實際工作中可應(yīng)用一種或幾種消毒方式，聯(lián)合使用以達(dá)到最佳效果，滿足公共場所的空氣消毒實際需求，這對今后構(gòu)建國家生物安全體系有重要意義。